在java中使用条件语句和异或等位运算符来实现二进制数的相加

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-03-02 11:13 235阅读 0赞

近日打算在java中使用异或的位运算符来实现两个二进制数的相加，最后不会做上网找博客，最后也没找到，于是自己做出来之后就发布一篇关于它的博客，里面有两种做法，一种是不用异或，直接在主类用条件语句来实现；另一种是创建一个对象在自定义类中用异或等位运算符来实现。

闲话少说，上代码！

package javaoperation_1;
    import java.util.*;
    public class BinarySystem {
    	//private static final String number = null;
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		String std1,std2;
    		@SuppressWarnings("resource")
    		Scanner input = new Scanner(System.in);
    		System.out.print("请输入二进制数：");
    		std1 = input.nextLine();
    		System.out.print("请输入二进制数：");
    		std2 = input.nextLine();
    		System.out.println("二进制的和是：  " + caculator(std1,std2));
    	}
    	
    	public static String caculator(String std1,String std2) {
    		int number1 = 0;     //存储第一个二进制的单个数值
    		int number2 = 0;     //存储第二个二进制的单个数值
    		int add = 0;   //存储两个二进制数数值相加后的进位数
    		int sum = 0;   //存储同位数相加后的数
    		StringBuilder num = new StringBuilder();//创建一个可增删字符串变量num
    		
    		//补全两个二进制数的位数 低位的在前面加字符串“0”
    		while(std1.length() != std2.length()) { 
    			if(std1.length() > std2.length())
    				std2 = "0" + std2;
    			else
    				std1 = "0" + std1;
    		}
    		for(int j = std1.length() -1;j >=0;j --){
    			//字符串中的字符只有'1'和'0' 
    			//按字符与ASCLL码之间的转换
    			//所得的x和y即为数值
    			number1 = std1.charAt(j) - '0';
    			number2 = std2.charAt(j) - '0';
    			sum = number1 +number2 + add;
    			
    				if(sum >= 2){
    				add = 1;
    				num.append(sum - 2);
    			}
    			else {
    				add = 0;
    				num.append(sum);
    			}
    		}
    		if(add == 1)
    			num.append("1");
    
    		//以字符形式返还
    		return num.reverse().toString();
    		
    	}
    }

以上的是用条件语句来实现的，下面用位运算符来实现。

上代码之前先来了解一下下用到的几种位运算符：&（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）

按位与运算符"&"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。

按位或运算符“|”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1

按位异或运算符“^”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。

二进制加法运算中当两个数都为1时，需进位1。下面上代码:

package javaoperation_1;
    
    import java.util.*;
    
    public class BinarySystem_1 {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		String std1,std2;  
    		Scanner input = new Scanner(System.in);
    		System.out.printf("请输入第一个二进制：");
    		std1 = input.nextLine();
    		System.out.printf("请输入第二个二进制：");
    		std2 = input.nextLine();
    		
    		//创建一个add类的实例对象s
    		//把两个二进制字符串作为参数传到add类的构造函数中
    		add s = new add(std1,std2);
    		System.out.println(s.Operate());
    	}
    }
    
    class add{
    	String std1,std2;
    	StringBuilder str = new StringBuilder();//创建一个可增删的字符串对象变量str
    	
    	//创建add类的构造函数
    	public add(String std1, String std2) {
    		this.std1 = std1;
    		this.std2 = std2;
    	}
    	
    	//定义一个计算二进制数的方法
    	public String Operate() {
    		int number1 = 0;//存储第一个二进制的单个数值
    		int number2 = 0;//存储第二个二进制的单个数值
    		int number3 = 0;//存储两个二进制数数值经过逻辑运算后的进位数
    		int num=0;		//存储同位数异或后的数
    		
    		//补全两个二进制数的位数 低位的在前面加字符串“0”
    		while(std1.length() != std2.length()) {
    			if(std1.length() > std2.length())
    				std2 = "0" + std2;
    			else
    				std1 = "0" + std1;	
    		}
    		for(int i = std1.length() - 1;i >= 0;i --) {
    			number1 = std1.charAt(i) - '0';
    			number2 = std2.charAt(i) - '0';
    			//使用异或来获取同位二进制数相加的数值
    			num = number1 ^ number2 ^ number3;
    			//使用按位运算符
    			//当有任何一组数为1且相同时进数则为1
    			number3 = (number1 & number2) | (number1 & number3) | (number2 & number3);
    			//if else 语句段也可实现上一条语句的功能
    			/*if(number1 ==1 & number2 ==1)
    				number3 = 1;
    			else
    				number3 = 0;*/
    			str.append(num);
    		}
    		if(number3  ==1)
    			str.append('1');
    			return str.reverse().toString();
    	}
    }

下面也说一下这几种运算符的逻辑运算规则：

& 称为逻辑与，只有两个操作数都是true，结果才是true。

&& 称为简洁与或者短路与，也是只有两个操作数都是true，结果才是true。进行&&运算时，如果左边操作数为false，就不计算右边的表达式，直接得出false。类似于短路了右边。

| 称为逻辑或，只有两个操作数都是false，结果才是false。

|| 称为简洁或或者短路或，也是只有两个操作数都是false，结果才是false。但是如果左边操作数为true，就不计算右边的表达式，直接得出true。类似于短路了右边。这就称为短路。

而 &（逻辑与）和 |（逻辑或）则不会发生这种“短路”现象。下面代码中使用非“短路”的运算符。

^称为异或，异或的规则是把数转换成二进制比较，相同为0，不同为1。如：

1^1 = 0;

0^1 = 1;

1^0 = 1;

0^0 = 0;

这是本人的第一篇博客，如有错误请大家指出，内容为个人理解！欢迎大家评论，谢谢！